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专利摘要

本发明涉及一种优异耐磨损萤石结构高熵陶瓷材料的应用，其特征在于：在室温大气条件下，该高熵陶瓷材料与摩擦副进行摩擦后摩擦系数在0.25~0.55之间，磨损率在7.8×10‑8mm3/N·m~5.8×10‑5mm3/N·m之间。本发明制备的萤石结构高熵陶瓷不但致密度高，而且具有高的硬度，且具有组分可调空间，从而表现出较强的实用性和价值，且制作流程简单可行、易于实现规模化的生产，同时获得了优异的摩擦学性能，从真正意义上实现了新型高熵氧化物陶瓷材料功能化的发展需求。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202211038840.8
申请日期:
2022-08-29
专利申请人:
中国科学院兰州化学物理研究所
分类号:
C04B35/50;C04B35/622
发明/设计人:
安宇龙，薛芸，赵晓琴，周惠娣，陈建敏
权利要求: 1.一种优异耐磨损萤石结构高熵陶瓷材料的应用，其特征在于：在室温大气条件下，该高熵陶瓷材料与摩擦副进行摩擦后摩擦系数在0.25~0.55之间，磨损率在7.8×10-8mm3/N·m~5.8×10-5mm3/N·m之间。2.如权利要求1所述的一种优异耐磨损萤石结构高熵陶瓷材料的应用，其特征在于：所述高熵陶瓷材料具有萤石结构，其致密度达到97%以上，硬度Hv1000g＞9.2GPa，且陶瓷晶粒平均尺寸为4~6 μm。3.如权利要求1所述的一种优异耐磨损萤石结构高熵陶瓷材料的应用，其特征在于：所述摩擦副是指氧化铝、碳化钨、氮化硅、316L不锈钢球中的一种。4.如权利要求1或2所述的一种优异耐磨损萤石结构高熵陶瓷材料的应用，其特征在于：所述高熵陶瓷材料呈块体，其化学组成为 (La-Nd-Sm-Eu-Gd)2Ce2O7，由CeO2，La2O3，Nd2O3，Sm2O3，Eu2O3和Gd2O3共6种稀土氧化物制得；其中：CeO2的摩尔分数为66.66%，其余五种三价稀土氧化物的摩尔分数相同或相异。5.如权利要求4所述的一种优异耐磨损萤石结构高熵陶瓷材料的应用，其特征在于：所述高熵陶瓷材料中五种三价氧化物的摩尔分数范围为5.00%~8.33%。6.如权利要求4所述的一种优异耐磨损萤石结构高熵陶瓷材料的应用，其特征在于：所述高熵陶瓷材料中三价稀土元素的平均离子半径与Ce4+离子半径之比为1.26。7.如权利要求4所述的一种优异耐磨损萤石结构高熵陶瓷材料的应用，其特征在于：所述高熵陶瓷材料按下述方法制备：⑴将CeO2，La2O3，Nd2O3，Sm2O3，Eu2O3和Gd2O3共6种稀土氧化物粉末混合后，放入氧化锆球磨罐进行球磨，得到浆料；该浆料经充分干燥并过800目筛后装入氧化铝坩埚，并置于马弗炉中预烧，得到预烧粉末；⑵所述预烧粉末经球磨、过1250目筛，得到粉末粒径小于2μm的高熵陶瓷预烧粉；⑶所述高熵陶瓷预烧粉置于模具中，经压块机压制成高熵陶瓷坯体，该高熵陶瓷坯体放入马弗炉中进行致密化烧结，即得具有优异耐磨损萤石结构的高熵陶瓷材料。8.如权利要求7所述的一种优异耐磨损萤石结构高熵陶瓷材料的应用，其特征在于：所述步骤⑴中球磨的条件是指球磨介质为无水乙醇，转速为300~400r/min，球磨时间为12~30h；预烧的条件是指温度为1300℃~1450℃，时间为5~10h，升温速率为5~10℃/min。9.如权利要求7所述的一种优异耐磨损萤石结构高熵陶瓷材料的应用，其特征在于：所述步骤⑵中球磨的条件是指球磨介质为无水乙醇，转速为300~400r/min，球磨时间为20~30h。10.如权利要求7所述的一种优异耐磨损萤石结构高熵陶瓷材料的应用，其特征在于：所述步骤⑶中压块机压力为6~8MPa，压制时间为60s~120s；致密化烧结条件是指烧结温度为1480℃~1550℃，升温速度为2~5℃/min，保温时间为10~30h。